基于GWAS和BSA技术挖掘水稻苗期耐盐候选基因

作     者：赵晴 

作者单位：黑龙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘长华;孟丽君

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：水稻 耐盐 GWAS BSA-seq 候选基因 

摘      要：本研究基于GWAS和BSA技术挖掘水稻苗期耐盐候选基因涉及的两个研究方向,其一,以163份AUS群体作为试验材料,在不同浓度Na Cl胁迫下,通过对水稻苗期相对茎长、相对茎鲜重、相对茎干重和耐盐等级评分等共计13个表型性状进行全基因组关联研究（GWAS）分析,以期获得数量性状基因座（QTL）区间和候选基因;其二,以19-1845（含海水稻耐盐的优质稻）和周196074（湖北长粒优质稻）杂交获得的377份F2:3群体作为试验材料,在150 m M/L Na Cl胁迫下,以耐盐等级评分（SES）作为耐盐筛选指标,利用极端性状混池重测序（BSA-seq）的分析方法,获得QTL区间和候选基因。主要研究结果如下: 1、163份AUS群体的13个表型性状的相关性分析表明大部分耐盐指标之间存在显著或极显著的相关性,该群体的遗传变异丰富且耐盐性是受多QTL控制的。 2、借助Tassel v5.0软件,使用混合线性模型（MLM）及R软件包Pvalue进行QTL定位,当显著性阈值设为P1.0×10-6时,共计定位到9个QTL区间,重点研究了其中的两个QTL区间:q RRL5.1（Chr5,614kb）和q SES6.1（Chr6,856kb）。 3、在两个重点的QTL区间:q RRL5.1（Chr5,614kb）和q SES6.1（Chr6,856kb）中,最终找到8个已克隆的已知耐盐基因和3个具有高可信度候选基因:LOC＿Os05g50340、LOC＿Os06g11150和LOC＿Os06g11240。 4、针对F3群体每个株系进行耐盐等级评价,最终筛选出耐盐株系和敏感株系各30株,以此构建耐盐混池、敏感混池。 5、利用Illumina Hi Seq 2500平台进行测序,构建文库,信息分析。然后利用△（SNP-index）和△（In Del-index）两种计算方法,且将计算结果合并,发掘了水稻苗期耐盐相关的11个QTL区间,其中包括1号染色体上的5个QTL区间:Q1（Chr1,10kb）、Q2（Chr1,10kb）、Q3（Chr1,10kb）、Q4（Chr1,234kb）和Q5（Chr1,10kb）;11号染色体上4个QTL区间:Q6（Chr11,840kb）、Q7（Chr11,110kb）、Q8（Chr11,160kb）和Q9（Chr11,170kb）;6号染色体上的1个QTL区间:Q10（Chr66,80kb）;9号染色体上的1个QTL区间:Q11（Chr9,20kb）。 6、通过设置阈值、查找基因注释和查找文献等方法最终确定6个具有高可信度候选基因;LOC＿Os01g31680、LOC＿Os11g18947、LOC＿Os11g26750、LOC＿Os11g26760、LOC＿Os11g26780和LOC＿Os11g26860。同时,通过BSA-seq定位到1个已知的耐盐基因Os Rab16A;RAB21（LOC＿Os11g26790）。